脂類代謝

1、8 脂類代謝8.1 脂肪的分解代謝8.2 脂肪的合成代謝,脂肪(fat)是生物體中重要的貯藏物質(zhì)，它將能量和各種代謝中間物提供給各種生命活動(dòng)。如動(dòng)物可以利用食物中的脂肪或自身的貯脂作為能源物質(zhì)，油料種子萌發(fā)時(shí)所需的能量及物質(zhì)碳架也主要來自脂肪。這都要通過脂肪的分解代謝來實(shí)現(xiàn)。,8.1 脂肪的分解代謝脂肪水解生成甘油(glycerin)和脂肪酸(fatty acid)，水解產(chǎn)物然后按各自不同的途徑進(jìn)一步分解或轉(zhuǎn)化。,8.1.1 脂

2、類的消化和吸收動(dòng)物體中脂肪的消化需要三種脂肪酶(lipase) 參與，逐步水解甘油三酯的三個(gè)酯，生成甘油和脂肪酸。,水解產(chǎn)物脂肪酸、甘油和?-單酰甘油等經(jīng)擴(kuò)散進(jìn)入腸粘膜細(xì)胞又重新酯化成脂肪；它們和一些磷脂和膽固醇混合在一起，由脂蛋白外殼包裹，形成乳糜微粒；乳糜微粒經(jīng)胞吐作用由粘膜細(xì)胞分泌至細(xì)胞間隙，再經(jīng)淋巴系統(tǒng)進(jìn)入血液。小分子的脂肪酸(C6-C10)可不經(jīng)酯化而直接進(jìn)入血液。植物細(xì)胞水解產(chǎn)生的脂肪酸則直接進(jìn)入線粒體或乙醛酸體進(jìn)行氧化

3、分解。,8.1.2 甘油代謝甘油在甘油激酶(glycerol kinase)的催化，生成磷酸二羥丙酮。,磷酸二羥丙酮是糖酵解途徑的中間產(chǎn)物，因此既可以繼續(xù)氧化，經(jīng)丙酮酸進(jìn)入TCA徹底氧化成CO2和水，又可經(jīng)糖異生作用合成葡萄糖，乃至合成多糖。,8.1.3 脂肪酸的氧化生物體內(nèi)脂肪酸的氧化分解主要有?-氧化、?-氧化和?-氧化等幾條不同途徑，其中?-氧化途徑最為重要和普遍。,8.1.3.1 脂肪酸的?-氧化( ?-oxidati

4、on)1904年，Knoop利用在體內(nèi)不易降解的苯基作為標(biāo)記物連接在脂肪酸的甲基末端，然后喂狗或兔。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，如喂環(huán)標(biāo)記的奇數(shù)碳原子脂肪酸，動(dòng)物尿中的代謝物為苯甲酸；如果喂苯環(huán)標(biāo)記的偶數(shù)碳原子脂肪酸，則尿中發(fā)現(xiàn)的代謝物是苯乙酸。,Knoop提出脂肪酸的?-氧化學(xué)說。這是同位素示蹤技術(shù)還未建立起來之前最具創(chuàng)造性的實(shí)驗(yàn)之一，后來的同位素示蹤技術(shù)證明了其正確性。?-氧化是從脂肪酸的羧基端?-碳原子開始，碳鏈逐次斷裂，每次產(chǎn)生一個(gè)乙酰CoA

5、和原來少2個(gè)C的脂肪酸鏈。,?-氧化作用在細(xì)胞的線粒體基質(zhì)中進(jìn)行，油料作物種子萌發(fā)時(shí)另一個(gè)細(xì)胞器——乙醛酸循環(huán)體(glyoxysome，簡稱乙醛酸體)中也能進(jìn)行類似的作用。脂肪酸在進(jìn)行?-氧化作用之前需要進(jìn)行活化，并且轉(zhuǎn)運(yùn)到氧化作用的部位，然后才能進(jìn)行?-氧化作用。,⑴脂肪酸的活化脂肪酸參加代謝前先要活化，活化形式是脂酰CoA。在脂酰CoA合成酶催化和CoA-SH及ATP的參與下，脂肪酸轉(zhuǎn)變?yōu)橹oA。,在體內(nèi)，焦磷酸很快被磷酸

6、酶水解，使反應(yīng)不可逆?；罨笊傻闹oA極性增強(qiáng)，易溶于水；分子中有高能鍵、性質(zhì)活潑；是酶的特異底物，與酶的親和力大，因此更容易參加反應(yīng)。,脂酰CoA合成酶又稱硫激酶，分布在胞漿中、線粒體膜和內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜上。胞漿中的硫激酶催化中短鏈脂肪酸活化；內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜上的酶活化長鏈脂肪酸，生成脂酰CoA，然后進(jìn)入內(nèi)質(zhì)網(wǎng)用于甘油三酯合成；而線粒體膜上的酶活化的長鏈脂酰CoA，進(jìn)入線粒體進(jìn)入β-氧化。,⑵脂肪酸的轉(zhuǎn)運(yùn)脂肪酸的?-氧化作用通常是在線粒

7、體的基質(zhì)中進(jìn)行的，而在細(xì)胞液中形成的脂酰CoA不能透過線粒體內(nèi)膜，需依靠內(nèi)膜上的載體肉堿(即肉毒堿，3-羥-4-三甲氨基丁酸 carnitine)攜帶，以脂?；男问娇缭絻?nèi)膜而進(jìn)入基質(zhì)。,在肉毒堿脂酰轉(zhuǎn)移酶(carnitine acyl transferase)的催化下，長鏈脂肪酰CoA和肉毒堿反應(yīng)生成輔酶A和脂酰肉毒堿，脂肪?；c肉毒堿的3-羥基通過酯鍵相連接。線粒體內(nèi)膜的內(nèi)外兩側(cè)均有肉毒堿脂酰轉(zhuǎn)移酶，分別稱為肉毒堿脂酰轉(zhuǎn)移酶I和肉

8、毒堿脂酰轉(zhuǎn)移酶Ⅱ，酶Ⅰ和酶Ⅱ是同工酶。,酶Ⅰ使胞漿的脂酰CoA轉(zhuǎn)化為輔酶A和脂肪酰肉毒堿，脂肪酰肉毒堿進(jìn)入線粒體內(nèi)膜。位于線粒體內(nèi)膜內(nèi)側(cè)的酶Ⅱ又使脂肪酰肉毒堿轉(zhuǎn)化成肉毒堿和脂酰CoA，肉毒堿重新發(fā)揮其載體功能，脂酰CoA則進(jìn)入線粒體基質(zhì)，成為脂肪酸β-氧化酶系的底物。,⑶ ??氧化的生化歷程脂酰CoA在線粒體基質(zhì)中進(jìn)入β氧化要經(jīng)過脫氫、加水、再脫氫和硫解四步為一輪的循環(huán)反應(yīng)，生成1分子乙酰CoA和一個(gè)少2個(gè)碳的脂酰CoA。,①脫氫反應(yīng)

9、在脂酰CoA脫氫酶催化下，脂酰CoA在α和β碳原子上各脫去一個(gè)氫原子生成具有反式雙鍵的α、β-烯脂肪酰輔酶A。,②加水反應(yīng)在烯酰CoA水化酶催化下，反式-?2-烯脂酰-CoA在雙鍵上加1分子水，生成L-（+）-β-羥脂酰CoA。,③脫氫反應(yīng)在β-羥脂肪酰CoA脫氫酶（輔酶為NAD）催化下，β-羥脂肪酰CoA脫氫生成β酮脂酰CoA。,④硫解反應(yīng)β-酮硫解酶催化在β-酮酯酰CoA的α、β碳原子之間斷鏈，加上1分子輔酶A生成乙酰CoA

10、和少2個(gè)碳原子的脂酰CoA。,β-氧化的4步反應(yīng)都是可逆反應(yīng)，但是第4步是高度放能的硫解反應(yīng)，因此使整個(gè)β-氧化過程向裂解方向進(jìn)行。長鏈脂酰CoA經(jīng)多次循環(huán)，每次降解下1分子乙酰CoA，直至成為2碳或3碳的脂酰CoA。如軟脂酸（棕櫚酸，C15H31COOH，palmitate）經(jīng)7輪β-氧化生成8分子乙酰CoA。,⑷脂肪酸β-氧化的特點(diǎn)①脂肪酸活化生成脂酰CoA是一個(gè)耗能過程。中、短鏈脂肪酸不需載體可直拉進(jìn)入線粒體，而長鏈脂酰Co

11、A需要肉毒堿轉(zhuǎn)運(yùn)。②β-氧化反應(yīng)在線粒體內(nèi)進(jìn)行，因此沒有線粒體的紅細(xì)胞不能氧化脂肪酸供能。③β-氧化過程中有FADH2和NADH生成，這些氫經(jīng)呼吸鏈傳遞給氧生成水需要氧參加，乙酰CoA的氧化也需要氧。因此，β-氧化是需氧的過程。,⑸脂肪酸β-氧化的能量變化脂肪酸β-氧化是脂肪酸分解的主要途徑，脂肪酸氧化可以供應(yīng)機(jī)體所需要的大量能量，以18個(gè)碳原子的飽和脂肪酸硬脂酸為例，其β-氧化的總反應(yīng)為： CH3(CH2)16COSCoA+8

12、NAD++8FAD++8CoASH+8H2O→9CH3COSCoA+8FADH2+8NADH+ 8H+,8分子FADH2提供8×1.5=12分子ATP；8分子NADH+H+提供8×2.5=20分子ATP；9分子乙酰CoA完全氧化提供9×10=90個(gè)分子ATP。1 mol硬脂酸完全氧化生成CO2和H2O，共提供122 mol ATP。硬脂酸的活化過程消耗2 mol ATP，所以1 mol硬脂酸完全氧化可

13、凈生成120 mol ATP。,1 mol葡萄糖完全氧化可生成32分子ATP。3 mol葡萄糖所含碳原子數(shù)與1 mol硬脂酸相同， 3 mol葡萄糖可提供96mol ATP， 1 mol硬脂酸可提供120molATP。在碳原子數(shù)相同的情況下脂肪酸能提供更多的能量。脂肪酸氧化時(shí)釋放出來的能量約有40%為機(jī)體利用合成高能化合物，其余60%以熱的形式釋出，熱效率為40%。,脂肪酸β-氧化也是脂肪酸的改造過程，人體所需要的脂肪酸鏈的長短不同

14、，通過β-氧化可將長鏈脂肪酸改造成長度適宜的脂肪酸，供機(jī)體代謝所需。脂肪酸β-氧化過程中生成的乙酰CoA是重要的中間化合物，乙酰CoA除能進(jìn)入三羧酸循環(huán)氧化供能外，還是許多重要化合物合成的原料，如酮體、膽固醇和類固醇化合物。,在油料種子萌發(fā)時(shí)，乙醛酸體中進(jìn)行β-氧化產(chǎn)生的乙酰CoA一般不用于產(chǎn)能過程，而是通過乙醛酸循環(huán)轉(zhuǎn)變?yōu)殓晁幔俳?jīng)糖異生作用轉(zhuǎn)化為糖。,⑹不飽和脂肪酸(unsaturated fatty acid)的氧化生物體內(nèi)

15、的 不飽和脂肪酸的雙鍵都是順式構(gòu)型第一個(gè)雙鍵都在C9和C10之間，以后每隔3個(gè)碳原子出現(xiàn)1個(gè)。不飽和脂肪酸的氧化與飽和脂肪酸基本相同，只是某些步驟還需一些異構(gòu)酶的參與。,油酸(oleate，18：1?9)為單不飽和脂肪酸，它經(jīng)歷3輪?-氧化作用后，產(chǎn)物在?，?位有一順式雙健，因此下一步反應(yīng)不是脫氫，而是雙鍵的異構(gòu)化生成反式的?，?雙鍵，然后?-氧化作用繼續(xù)正常進(jìn)行。,因此油酸的氧化與相同碳的飽和脂肪酸(硬脂酸)相比，只是以一次雙鍵異構(gòu)

16、化反應(yīng)取代了一次脫氫反應(yīng)，所以少產(chǎn)生1分子FADH2。不飽和脂肪酸完全氧化生成CO2和H2O時(shí)提供的ATP少于相同碳原子數(shù)的飽和脂肪酸。單不飽和脂肪酸和所有的多不飽和脂肪酸的前4輪?-氧化作用都與油酸相同，都在第4輪時(shí)需要異構(gòu)酶的參與。,⑺奇數(shù)碳鏈脂肪酸的氧化大多數(shù)脂肪酸含偶數(shù)碳原子，通過?-氧化可全部轉(zhuǎn)變成乙酰CoA，但一些植物和海洋生物能合成奇數(shù)碳脂肪酸，它們?cè)谧詈笠惠?-氧化作用后，產(chǎn)生丙酰CoA。,先進(jìn)行羧化，后經(jīng)過兩次異

17、構(gòu)化，形成琥珀酸。,丙酰CoA的代謝在動(dòng)物體內(nèi)代謝形成琥珀酰CoA進(jìn)入三羧酸循環(huán)，繼續(xù)進(jìn)行代謝。一些氨基酸，如異亮氨酸、纈氨酸和甲硫氨酸在降解過程中也會(huì)產(chǎn)生丙酰CoA或丙酸。反芻動(dòng)物瘤胃中的細(xì)菌可將糖類發(fā)酵產(chǎn)生大量的丙酸，而被宿主細(xì)胞吸收。丙酸先活化成丙酰CoA，然后進(jìn)行代謝。,8.1.3.2 α-氧化1956年，Stumpf，P.K. 在植物種子和葉子以及動(dòng)物的腦和肝細(xì)胞中發(fā)現(xiàn)了α-氧化作用。在酶的催化下，在脂肪酸的?-碳原

18、子上發(fā)生氧化作用，分解出CO2，生成縮短了一個(gè)碳原子的脂肪酸，稱為脂肪酸的?-氧化。,α-氧化是以游離脂肪酸作為底物，在?-碳原子上發(fā)生羥化(-OH)或氫過氧化(-OOH)，再進(jìn)一步氧化脫羧。,長鏈脂肪酸在加單氧酶催化下生成α-羥脂肪酸，作為腦苷脂和硫脂的重要成分，α-羥脂肪酸繼續(xù)氧化脫羧可生成奇數(shù)碳原子脂肪酸。 ?-氧化作用對(duì)于生物體內(nèi)含甲基的支鏈脂肪酸的降解，或過長的脂肪酸(如C22、C24)的降解起著重要的作用。,8.1.3.3

19、 脂肪酸的?-氧化途徑?-氧化是脂肪酸的?-端甲基發(fā)生氧化，轉(zhuǎn)變成羥甲基然后再氧化成羧基，而形成?，?-二羧酸的過程。,脂肪酸的ω碳原子羥化生成ω-羥脂肪酸，再經(jīng)ω醛脂肪酸生成α、ω-二羧酸，然后在α或ω-端活化，進(jìn)入線粒體進(jìn)行β-氧化。,動(dòng)物體內(nèi)的12C以下的脂肪酸常通過?-氧化途徑進(jìn)行降解。植物體內(nèi)的在?-端具有含氧官能團(tuán)(羥基、醛基或羧基)的脂肪酸大多也是通過?-氧化作用生成的，這些脂肪酸常常是角質(zhì)層或細(xì)胞壁的組分。,一些需

20、氧微生物能將烴或脂肪酸迅速降解成水溶性產(chǎn)物，降解過程先進(jìn)行?-氧化，生成二羧基脂肪酸后再通過?-氧化降解，如海洋中的某些浮游細(xì)菌可降解海面上的浮油，其氧化速率可高達(dá)0.5g·d-1·m-2。,8.1.4 酮體(acetone bodies)代謝脂肪酸?-氧化及其它代謝所產(chǎn)生的乙酰CoA，在一般的細(xì)胞中可進(jìn)入TCA進(jìn)行氧化分解；而在肝臟中則可生成酮體。酮體是脂肪酸在肝臟進(jìn)行正常分解代謝所生成的特殊中間產(chǎn)物，包括乙

21、酰乙酸(acetoacetic acid約占30%)，β-羥丁酸(β-hydroxybutyric acid約占70%)和極少量的丙酮(acetone)。,乙酰乙酸、?-羥丁酸和丙酮統(tǒng)稱為酮體。乙酰乙酸和?-羥丁酸是酮體的主要成分，它們?cè)谘汉湍蛞褐惺强扇苄缘模槐暮孔钌?，是一種揮發(fā)性的物質(zhì)。這是動(dòng)物利用脂肪氧化供能的正?，F(xiàn)象。,但在某些生理情況(饑餓、禁食)或病理情況下(如糖尿病)，糖的來源或氧化供能障礙，脂動(dòng)員增強(qiáng)，脂肪酸就成了

22、人體的主要供能物質(zhì)。若肝中合成酮體的量超過肝外組織利用酮體的能力，二者之間失去平衡，血中濃度就會(huì)過高，導(dǎo)致酮血癥(acetonemia)和酮尿癥(acetonuria)。乙酰乙酸和β-羥丁酸都是酸性物質(zhì)，因此酮體在體內(nèi)大量堆積還會(huì)引起酸中毒。,8.1.4.1 酮體的合成酮體是在肝細(xì)胞線粒體中生成的，其生成原料是脂肪酸β-氧化生成的乙酰CoA。,2分子乙酰CoA在硫解酶作用下脫去一分子CoA-SH，縮合成乙酰乙酰CoA。并釋放出1分

23、子CoA-SH。這一步反應(yīng)是酮體生成的限速步驟。,在3-羥-3-甲基戊二酰CoA(hydroxy methyl glutaryl CoA, HMG-CoA)合成酶催化下，乙酰乙酰CoA再與1分子乙酰CoA反應(yīng)，生成?-羥-?-甲基戊二酸單酰CoA(HMG-CoA)。,在HMG-CoA裂解酶催化下，HMG-CoA分解成乙酰乙酸和乙酰CoA。,生成的乙酰乙酸一部分在線粒體中的?-羥丁酸脫氫酶催化下還原（NADH作供氫體）成?-羥丁酸。少量

24、乙酰乙酸可自行脫羧或由乙酰乙酸脫羧酶催化生成丙酮。,酮體生成過程是一個(gè)循環(huán)，又稱為雷寧循環(huán)(lynen cycle)。2分子乙酰CoA通過循環(huán)生成1分子乙酰乙酸。,酮體生成后迅速透過肝線粒體膜和細(xì)胞膜進(jìn)入血液，轉(zhuǎn)運(yùn)至肝外組織利用。,8.1.4.2 酮體的分解酮體在肝臟中產(chǎn)生后，必須由血液運(yùn)送到肝外組織中進(jìn)行分解。,酮體分解的關(guān)鍵是乙酰乙酸轉(zhuǎn)變?yōu)橐阴Ｒ阴oA，反應(yīng)由3-酮脂酰CoA轉(zhuǎn)移酶催化，以琥珀酰CoA作為CoA的供體。肝臟

25、中缺乏3-酮脂酰CoA轉(zhuǎn)移酶，因此只有在肝外組織中才能給乙酰乙酸加上CoA，然后裂解成乙酰CoA，從而通過TCA徹底氧化放能，也可作為合成脂肪酸的原料。,肝臟組織將乙酰CoA轉(zhuǎn)變?yōu)橥w，而肝外組織則再將酮體轉(zhuǎn)變?yōu)橐阴oA。這并不是一種無效的循環(huán)，而是乙酰CoA在體內(nèi)的運(yùn)輸方式。肝臟組織正是以酮體的形式將乙酰CoA通過血液運(yùn)送至外周器官中的。骨骼、心臟和腎上腺皮質(zhì)細(xì)胞的能量消耗主要來自酮體，腦組織在糖饑餓時(shí)也能利用酮體作為能源。,心肌

26、、腎臟和腦中還有硫激酶，在有ATP和輔酶A存在時(shí)，催化乙酰乙酸活化成乙酰乙酰CoA。,乙酰乙酰CoA在硫解酶作用下，分解成兩分子乙酰CoA，乙酰CoA主要進(jìn)入TCA氧化分解。 丙酮除隨尿排出外，有一部分直接從肺呼出，代謝上不占重要地位。,肝外組織利用乙酰乙酸和β-羥丁酸的過程。,8.1.4.3 酮體生成的意義①酮體易運(yùn)輸長鏈脂肪酸穿過線粒體內(nèi)膜需要載體肉毒堿轉(zhuǎn)運(yùn)，脂肪酸在血中轉(zhuǎn)運(yùn)需要與白蛋白結(jié)合生成脂酸白蛋白，而酮體通過線粒體內(nèi)膜

27、以及在血中轉(zhuǎn)運(yùn)并不需要載體。,②節(jié)省葡萄糖供腦和紅細(xì)胞利用肝外組織利用酮體會(huì)生成大量的乙酰CoA，大量乙酰CoA抑制丙酮酸脫氫酶系活性，限制糖的利用。同時(shí)乙酰CoA還能激活丙酮酸羧化酶，促進(jìn)糖異生。肝外組織利用酮體氧化供能，就減少了對(duì)葡萄糖的需求，以保證腦組織、紅細(xì)胞對(duì)葡萄糖的需要。腦組織不能利用長鏈脂肪酸，但在饑餓時(shí)可利用酮體供能。,酮體的生成于利用,8.1.5 乙醛酸循環(huán)(glyoxylate cycle)乙醛酸循環(huán)存在于一些細(xì)

28、菌、藻類和油料植物的種子的乙醛酸體中，它可將脂肪酸降解的主要產(chǎn)物乙酰CoA合成為琥珀酸。,8.1.5.1 乙醛酸循環(huán)的歷程①乙酰CoA經(jīng)檸檬酸合酶和順烏頭酸酶催化生成異檸檬酸。②在異檸檬酸裂解酶(isocitrate lyase)的催化下異檸檬酸裂解為乙醛酸和琥珀酸。③在蘋果酸合酶(malate synthase)催化下乙醛酸和1分子乙酰CoA生成蘋果酸。④蘋果酸經(jīng)蘋果酸脫氫酶催化生成草酰乙酸。整個(gè)過程構(gòu)成一個(gè)循環(huán)反應(yīng)。,總反

29、應(yīng),乙醛酸循環(huán)可以看成是三羧酸循環(huán)的一個(gè)支路。它在異檸檬酸處分支，繞過了三羧酸循環(huán)的兩步脫羧反應(yīng)，因而不發(fā)生氧化降解。參與乙醛酸循環(huán)的酶除了異檸檬酸裂解酶和蘋果酸合酶外，其余的酶都與三羧酸循環(huán)的酶相同。異檸檬酸裂解酶和蘋果酸合酶是乙醛酸循環(huán)的關(guān)鍵酶。,8.1.5.2 乙醛酸循環(huán)的生物學(xué)意義乙醛酸循環(huán)存在于一些細(xì)菌、藻類和油料植物的種子的乙醛酸體中。油料植物的種子中主要的貯藏物質(zhì)是脂肪，在種子萌發(fā)時(shí)乙醛酸體大量出現(xiàn)，由于它含有脂

30、肪分解和乙醛酸循環(huán)的整套酶系，因此可以將脂肪分解。并將分解產(chǎn)物乙酰CoA轉(zhuǎn)變?yōu)殓晁帷?琥珀酸可異生成糖并以蔗糖的形式運(yùn)至種苗的其它組織供給它們生長所需要的能源和碳源；而當(dāng)種子萌發(fā)終止，貯脂耗盡，葉片能進(jìn)行光合作用時(shí)，植物的能源和碳源可以由光和CO2獲得，乙醛酸體的數(shù)量迅速下降以至完全消失。對(duì)于一些細(xì)菌和藻類，乙醛酸循環(huán)使它們能夠僅以乙酸鹽作為能源和碳源生長。,植物線粒體內(nèi)脂肪酸?-氧化能力很低。乙醛酸循環(huán)將乙酰CoA轉(zhuǎn)變?yōu)殓晁?，?/p>

31、在線粒體中通過三羧酸循環(huán)的部分反應(yīng)轉(zhuǎn)化為蘋果酸，然后進(jìn)入細(xì)胞質(zhì)，沿糖異生途徑轉(zhuǎn)變?yōu)樘穷愇镔|(zhì)。,乙醛酸循環(huán)中也有蘋果酸中間體，它也可以轉(zhuǎn)運(yùn)到細(xì)胞質(zhì)中異生成糖，但它需要及時(shí)回補(bǔ)，以保證循環(huán)的正常進(jìn)行，蘋果酸仍由TCA循環(huán)的產(chǎn)物琥珀酸在線粒體中轉(zhuǎn)變而來。在脂肪轉(zhuǎn)變?yōu)樘堑倪^程中，乙醛酸循環(huán)起著關(guān)鍵的作用，它是連結(jié)糖代謝和脂代謝的樞紐。,練習(xí)題在有氧條件下，請(qǐng)計(jì)算油酸(18：1?9)完全氧化分解成二氧化碳和水之后，凈生成的ATP個(gè)數(shù)為多少？

32、（簡要注明ATP的來源）,8.2 脂肪的合成代謝脂肪的生物合成包括甘油的生成、脂肪酸的生成以及由甘油與脂肪酸合成脂肪三個(gè)步驟。,8.2.1 甘油的生物合成甘油是由糖酵解的中間產(chǎn)物磷酸二羥丙酮在細(xì)胞質(zhì)中合成的。與脂肪酸縮合成脂肪的是3-磷酸甘油，而不是游離的甘油。,8.2.2 脂肪酸的生物合成生物體內(nèi)的脂肪酸多種多樣，脂肪酸鏈的長短不一，不飽和鍵的數(shù)目和位置也各不相同。脂肪酸的合成是在細(xì)胞質(zhì)中以乙酰CoA為原料，消耗ATP

33、和NADPH，生成16C的軟脂酸，經(jīng)過加工生成各種脂肪酸。脂肪酸合成過程包括：①飽和脂肪酸的從頭合成；②脂肪酸碳鏈的延長；③不飽和鍵的形成。,8.2.2.1 飽和脂肪酸的從頭合成飽和脂肪酸的從頭合成過程是在動(dòng)物胞質(zhì)溶膠(cytosol)中進(jìn)行的，對(duì)于植物則在葉綠體和前質(zhì)體中進(jìn)行。合成過程以乙酰CoA作為碳源，合成不超過16碳的飽和脂肪酸。,飽和脂肪酸的從頭合成過程可分為：乙酰CoA的穿梭(轉(zhuǎn)運(yùn))、乙酰CoA的羧化(丙二酸單酰Co

34、A的形成)和脂肪酸鏈的合成三個(gè)階段。,⑴乙酰CoA的來源和轉(zhuǎn)運(yùn)乙酰CoA是合成脂肪酸的主要原料，它來自丙酮酸氧化脫羧及氨基酸氧化等過程。這些代謝過程都是在線粒體內(nèi)進(jìn)行的，而脂肪酸合成發(fā)生在線粒體外。乙酰CoA不能直接穿過線粒體內(nèi)膜，需要ATP供能，通過“檸檬酸穿梭”方式轉(zhuǎn)移到線粒體外。,線粒體內(nèi)的乙酰CoA與草酰乙酸縮合成檸檬酸，通過內(nèi)膜上的三羧酸載體透過內(nèi)膜進(jìn)入胞質(zhì)溶膠中。檸檬酸裂解成乙酰CoA和草酰乙酸，乙酰CoA即可參與脂肪

35、酸的合成，而草酰乙酸必須轉(zhuǎn)變成蘋果酸或丙酮酸，再經(jīng)線粒體內(nèi)膜上的載體轉(zhuǎn)運(yùn)入線粒體，再分別以不同的方式重新生成草酰乙酸，從而完成乙酰CoA的一次轉(zhuǎn)運(yùn)。,“檸檬酸穿梭”一次，使1分子乙酸CoA由線粒體進(jìn)入胞液，同時(shí)消耗2分子ATP，還為機(jī)體提供了NADPH以補(bǔ)充合成反應(yīng)的需要。在植物體中，線粒體內(nèi)產(chǎn)生的乙酰CoA先脫去CoA以乙酸的形式運(yùn)出線粒體，在線粒體外由脂酰CoA合成酶催化重新形成乙酰CoA。因此植物體內(nèi)可能不存在“檸檬酸穿梭”過程

36、。,⑵丙二酸單酰CoA的生成在脂肪酸的從頭合成過程中，參入脂肪酸鏈的二碳單位的直接供體是丙二酸單酰CoA(malonyl-CoA) 。在乙酰CoA羧化酶(acetyl-CoA carboxylase)的催化下，消耗ATP，乙酰CoA和HCO3-反應(yīng)形成丙二酸單酰CoA。,原核生物中，乙酰CoA羧化酶由3個(gè)不同的亞基組成。每個(gè)亞基行使著不同的功能，分別稱作生物素羧基載體蛋白(blotin carboxyl-carrier protei

37、n，BCCP)、生物素羧化酶和羧基轉(zhuǎn)移酶，其中BCCP上連結(jié)有生物素。,動(dòng)物及高等植物體內(nèi)，乙酰CoA羧化酶也是由多個(gè)亞基聚合而成的，每個(gè)亞基兼具有生物素羧基載體蛋白、生物素羧化酶和羧基轉(zhuǎn)移酶的催化功能，但只有當(dāng)它們聚合成完整的酶后才有活性。 乙酰CoA的羧化為不可逆反應(yīng)，是脂肪酸合成的限速步驟，故乙酰CoA羧化酶的活性高低控制著脂肪酸合成的速度。,⑶脂肪酸合酶系統(tǒng)脂肪酸合酶系統(tǒng)(fatty acid synthase system

38、，F(xiàn)AS)是一個(gè)多酶復(fù)合體，它包括：①乙酰CoA：ACP轉(zhuǎn)移酶、②丙二酸單酰CoA：ACP轉(zhuǎn)移酶、③?-酮脂酰-ACP合酶、④?-酮脂酰-ACP還原酶、⑤?-羥脂酰-ACP脫水酶、⑥烯脂酰-ACP還原酶等6種酶；此外復(fù)合體中還含有脂?；d體蛋白(acyl carrier protein，ACP)作為輔助蛋白。,不同生物體內(nèi)脂肪酸的合成過程相似，但FAS的組成卻不相同。,在大腸桿菌中，6種酶以ACP為中心，有序地組成松散的多酶復(fù)合體。在

39、許多真核生物中，每個(gè)單體具有多種酶的催化活性，即一條多肽鏈上有多個(gè)不同催化活性的功能域，如酵母的FAS中含有6條?鏈和6條?鏈(?6?6)，其中?鏈具有?-酮脂酰-ACP合酶、?-酮脂酰-ACP還原酶及ACP的活性，?鏈具有其余幾種酶的活性。,脊椎動(dòng)物的FAS為含兩個(gè)相同亞基的二聚體，每個(gè)亞基都是上述6種酶活性及一種硫酯酶(thioesterase)集于一條肽鏈的多功能蛋白。不過只有當(dāng)它們聚合成二聚體后才具有活性。植物的脂肪酸從頭合成

40、定位于質(zhì)體中，因此其酶系類似于大腸桿菌。所不同的是植物ACP多酶復(fù)合體有不同的同工酶，用于合成不同長度的脂肪酸鏈。各個(gè)酶結(jié)合更加松散。,不同生物體中的ACP十分相似，大腸桿菌中的ACP是一個(gè)由77個(gè)氨基酸殘基組成的熱穩(wěn)定蛋白質(zhì)，在它的第36位絲氨酸殘基的側(cè)鏈上，連有4?-磷酸泛酰巰基乙胺。,ACP的輔基尤如一個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)的手臂，以其末端的巰基攜帶著脂?；来无D(zhuǎn)到各酶的活性中心，從而發(fā)生各種反應(yīng)。,除ACP上有一活性巰基外，?-酮脂酰-ACP合

41、酶上也有一活性巰基，這是由該酶多肽鏈上的一個(gè)半胱氨酸殘基提供的，它是脂肪酸合成過程中脂?；牧硪粋€(gè)載體。,因此，脂肪酸合酶系統(tǒng)上有兩種活性巰基用于運(yùn)載脂肪酸。把ACP上的稱中央巰基，?-酮脂酰-ACP合酶上的稱外圍巰基。,⑷脂肪酸鏈的形成過程脂肪酸鏈的形成過程是以乙酰CoA為起點(diǎn)，由丙二酸單酰CoA在羧基端逐步添加二碳單位，合成出不超過16碳的脂酰基，最后脂酰基被水解成游離的脂肪酸。,整個(gè)過程都是在脂肪酸合酶系統(tǒng)中進(jìn)行，由其中的酶和

42、蛋白質(zhì)協(xié)調(diào)完成。,①乙?；捅釂熙；M(jìn)位（第一階段）乙?；M(jìn)位：乙酰CoA在轉(zhuǎn)移酶催化下，乙酰基被轉(zhuǎn)移到中央巰基上。乙酰基移位：乙?；芍醒霂€基轉(zhuǎn)移到外圍巰基上。丙二酸單?；M(jìn)位：丙二酸單酰CoA在轉(zhuǎn)移酶催化下，丙二酸單?；晦D(zhuǎn)移到中央巰基上。,②脂肪酸鏈延伸（第二階段）縮合：在合成酶催化下外圍巰基上的乙?；c中央巰基上的丙二酸單?；s合成?-酮丁?；B接在中央巰基上，同時(shí)釋放出一分子CO2。,還原：在還原酶催化下，?-酮丁

43、?；?位羰基被NADPH還原成羥基，生成?-羥脂?；?。,脫水：在脫水酶催化下?-羥丁?；?、?碳原子間脫水生成反式?2-烯丁酰基。,還原：在還原酶催化下?2-烯丁?；?雙鍵被NADPH還原成單鍵生成延長了2個(gè)碳單位的丁?；?。,生成的丁酰基再與新進(jìn)位的丙二酸單?；貜?fù)縮合、還原、脫水、再還原的循環(huán)反應(yīng)，又延長兩個(gè)碳片段，生成己酯?；?，如此反復(fù)進(jìn)行，直到生成軟脂酰基為止。,③脂酰基水解（第三階段）當(dāng)中央巰基上的脂?；娱L到一定程度(不

44、超過16碳)后，在硫酯酶的作用下，ACP上的脂酰基或被轉(zhuǎn)移到CoA上，或形成游離脂肪酸，或者直接用于合成磷脂酸。,由脂肪酸合酶系統(tǒng)形成1分子軟脂酸需要消耗8分子乙酰CoA、7分子ATP和14分子NADPH。NADPH主要來源于葡萄糖分解的磷酸戊糖途徑。此外，蘋果酸氧化脫羧也可產(chǎn)生少量NADPH。,⑸脂肪酸從頭合成與?-氧化的比較脂肪酸的?-氧化和從頭合成過程不是簡單的逆轉(zhuǎn)關(guān)系。它們反應(yīng)的組織，細(xì)胞定位，轉(zhuǎn)移載體，?；d體，限速酶，

45、激活劑，抑制劑，供氫體和受氫體以及反應(yīng)底物與產(chǎn)物均不相同。,8.2.2.2 脂肪酸碳鏈的延長脂肪酸碳鏈的延長是以脂酰CoA作為起點(diǎn)，通過與從頭合成相似的步驟，即縮合-還原-脫水-再還原，逐步在羧基端增加二碳單位。,延長過程發(fā)生在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)以及動(dòng)物的線粒體和植物的葉綠體或前質(zhì)體中。不同的部位延長的具體方式都不相同。,在動(dòng)物體中，發(fā)生在線粒體的延長過程相當(dāng)于脂肪酸?-氧化過程的逆轉(zhuǎn)，只是第二次還原反應(yīng)由烯脂酰CoA還原酶而不是脫氫酶催化，輔

46、酶是NADPH而不是FADH2。在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)，脂肪酸鏈延長是以丙二酰CoA為二碳單位的供體，由NADPH供氫，經(jīng)縮合脫羧、還原等過程延長碳鏈，與胞液中脂肪酸合成過程基本相同。但催化反應(yīng)的酶體系不同，脂肪?；d體不是ACP而是CoA。,植物的脂肪酸延長系統(tǒng)有兩個(gè)，葉綠體或前質(zhì)體中的只負(fù)責(zé)將軟脂酸轉(zhuǎn)變?yōu)橛仓?18：0)，這一過程類似于從頭合成途徑；碳鏈的進(jìn)一步延長則由內(nèi)質(zhì)網(wǎng)上的延長系統(tǒng)完成。,8.2.2.3 脂肪酸碳鏈的去飽和在生物體內(nèi)

47、存在大量的各種不飽和脂肪酸，如棕櫚油酸(16：l ? 9)、油酸(18：l?9)、亞油酸(18：2?9 ,12)、亞麻酸(18：3?9,12,15)等，它們都是由飽和脂肪酸經(jīng)去飽和作用而形成的。去飽和作用主要有存在于真核生物中的需氧途徑和存在于厭氧微生物中的厭氧途徑。,①需氧途徑需氧途徑由去飽和酶系催化，需O2和NADPH的共同參與。去飽和酶系由去飽和酶(desaturase)及一系列的電子傳遞體組成。,一分子氧接受來自去飽和酶的2

48、對(duì)電子而生成2分子水，其中一對(duì)電子是通過電子傳遞體從NADPH獲得，另一對(duì)則是從脂酰基獲得，結(jié)果NADPH被氧化成NADP，脂?；谎趸纬呻p鍵。,動(dòng)物的去飽和酶系結(jié)合在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜上，以脂酰CoA為底物；而植物的在質(zhì)體中，以脂酰-ACP為底物。此外，兩者的電子傳遞體的組成也略有差別，動(dòng)物體內(nèi)的細(xì)胞色素b5在植物體內(nèi)為鐵硫蛋白。,去飽和作用首先發(fā)生在飽和脂肪酸的9、10碳原子上生成單不飽和脂肪酸(如棕櫚油酸、油酸)。動(dòng)物從該雙鍵向脂肪酸的

49、-COOH端繼續(xù)去飽和形成多不飽和脂肪酸；植物則從該雙鍵向脂肪酸的甲基端繼續(xù)去飽和生成如亞油酸、亞麻酸等多烯脂肪酸。,植物的繼續(xù)去飽和并不通過這條需氧途徑，而是在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜上由單不飽和脂肪酸以磷脂或甘油糖脂的形式繼續(xù)去飽和，也是一個(gè)需氧的過程。由于動(dòng)物不能合成亞油酸和亞麻酸，但它們對(duì)維持其生長十分重要，必須從食物中獲得，這些脂肪酸對(duì)人類和哺乳動(dòng)物是必需脂肪酸。但動(dòng)物能通過去飽和作用和延長脂肪酸碳鏈的過程將它們轉(zhuǎn)變?yōu)槎妓南┧帷?②厭氧

50、途徑厭氧途徑是厭氧微生物合成單不飽和脂肪酸的方式，它發(fā)生在脂肪酸從頭合成的過程中。當(dāng)FAS系統(tǒng)從頭合成到10個(gè)碳的羥脂酰-ACP(?-羥癸酰-ACP)時(shí)，由專一性的?-羥癸酰-ACP脫水酶催化在?、?位之間脫水，生成?、?-烯癸酰-ACP，然后繼續(xù)參入二碳單位，進(jìn)行從頭合成反應(yīng)過程。這樣，就可產(chǎn)生不同長短的單不飽和脂肪酸。厭氧途徑只能生成單不飽和脂肪酸，因此厭氧微生物中不存在多不飽和脂肪酸。,8.2.3 三酰甘油的生物合成三酰甘

51、油是由3-磷酸甘油逐步與三分子脂酰CoA縮合生成的。在磷酸甘油脂酰轉(zhuǎn)移酶催化下，3-磷酸甘油與2分子脂酰CoA縮合形成磷脂酸。在磷酸酶催化下，磷脂酸脫去磷酸生成二酰甘油。在二酰甘油脂酰轉(zhuǎn)移酶催化下，二酰甘油與1分子脂酰CoA縮合形成三酰甘油。,8.2.4 脂肪代謝的調(diào)節(jié)脂肪代謝調(diào)節(jié)于人類健康密切相關(guān)，許多疾病如心血管疾病、高血脂和肥胖等都與脂肪代謝的失調(diào)有關(guān)。油料作物的出油量也與脂肪代謝的調(diào)節(jié)有關(guān)。脂肪代謝中最重要的部分是脂

52、肪酸的代謝。,8.2.4.1 脂肪酸分解的調(diào)節(jié)脂肪酸最主要的分解代謝途徑是?-氧化，其限速步驟是活化的脂酰CoA從線粒體外轉(zhuǎn)運(yùn)至線粒體內(nèi)。在參與轉(zhuǎn)運(yùn)的酶及蛋白質(zhì)中，關(guān)鍵酶是肉毒堿脂酰轉(zhuǎn)移酶I，脂肪酸合成途徑的第一個(gè)中間產(chǎn)物丙二酸單酰CoA是酶I的抑制劑。當(dāng)細(xì)胞中能荷較高時(shí)，丙二酸單酰CoA含量豐富，使肉毒堿脂酰轉(zhuǎn)移酶I活性降低，脂酰CoA不能穿膜進(jìn)入線粒體，因而無法氧化放能。,當(dāng)細(xì)胞處于高能荷狀態(tài)時(shí)，參與?-氧化作用的?-羥脂酰

53、CoA脫氫酶被NADH抑制，硫解酶被乙酰CoA抑制。這些調(diào)節(jié)方式可以保證細(xì)胞在高能荷狀態(tài)時(shí)，抑制脂肪酸的氧化分解放能，而走脂質(zhì)合成的途徑。,8.2.4.2 脂肪酸合成的調(diào)節(jié)乙酰CoA羧化酶為變構(gòu)酶，是脂肪酸合成的限速酶。在動(dòng)物體內(nèi)，乙酰CoA羧化酶由平均約20個(gè)單體聚集而成，每個(gè)單體兼具生物素羧基載體蛋白、生物素羧化酶和羧基轉(zhuǎn)移酶的功能，但它們只有在聚集狀態(tài)才具有活性。檸檬酸能促進(jìn)無活性的單體聚集成有活性的全酶，從而加速脂肪酸

54、的合成；而軟脂酰CoA則相反，它促使聚集物的解體，因而抑制脂肪酸的合成。,當(dāng)細(xì)胞處于高能荷狀態(tài)時(shí)，線粒體中乙酰CoA和ATP含量豐富，可抑制TCA中異檸檬酸脫氫酶的活性，使檸檬酸濃度升高，進(jìn)入胞質(zhì)溶膠的檸檬酸可促進(jìn)乙酰CoA的羧化，同時(shí)檸檬酸可裂解成乙酰CoA而參入乙酰CoA的穿梭過程。這些都加速了脂肪酸的合成。,當(dāng)細(xì)胞含有過量的脂肪酸時(shí)，軟脂酰CoA不但抑制了乙酰CoA羧化酶的活性，而且還抑制檸檬酸從線粒體基質(zhì)到胞質(zhì)溶膠的轉(zhuǎn)移、抑制6

55、-磷酸葡萄糖脫氫酶產(chǎn)生脂肪酸合成所需的還原劑NADPH以及抑制檸檬酸合酶產(chǎn)生檸檬酸從而導(dǎo)致脂肪酸合成的抑制。因此，當(dāng)生物體內(nèi)糖含量高而脂肪酸含量低時(shí)，脂肪酸的合成最為有利。,8.3 類脂的代謝8.3.1 磷脂的降解與生物合成8.3.1.1 磷脂的降解甘油磷脂的降解和甘油三酯相同，先經(jīng)水解生成甘油、脂肪酸、磷酸及氨基醇，然后水解產(chǎn)物各自按不同的途徑進(jìn)一步分解或轉(zhuǎn)化。以卵磷脂為例介紹水解的過程。卵磷脂中有四個(gè)酯鍵，需要經(jīng)過多步水

56、解反應(yīng)：,①磷脂酶(phospholipase)催化第一步水解反應(yīng)已發(fā)現(xiàn)的磷脂酶有磷脂酶A1、磷脂酶A2、磷脂酶C和磷脂酶D等四種，它們對(duì)磷脂水解的部位不同，產(chǎn)物也不同。,(聯(lián)考2012、五、27、1分) 下列脂類化合物中含有膽堿基的是A 磷脂酸    B 卵磷脂  C 絲氨酸磷脂   D 腦磷脂,參考答案：B,,磷脂酶A1，廣泛分布于動(dòng)物細(xì)

57、胞內(nèi)；磷脂酶A2存在于蛇毒、蝎毒和蜂毒中；磷脂酶C存在于動(dòng)物腦、蛇毒和細(xì)菌毒素中；磷脂酶D主要存在于高等植物中。,②由磷脂酶A1或磷脂酶A2水解甘油磷脂生成溶血磷脂溶血磷脂是一類具有較強(qiáng)表面活性的物質(zhì)，能使紅細(xì)胞膜和其他細(xì)胞膜破壞，引起溶血或細(xì)胞壞死。溶血磷脂在溶血磷脂酶(lysophospholipase)作用下，再水解掉一個(gè)脂肪酸，生成不具有溶血性的3-甘油磷酸膽堿。,③由以上水解酶催化生成的3-甘油磷酸膽堿、磷脂酸、二酰甘

58、油等物質(zhì)，在磷酸酯酶(phosphoesterase)、脂肪酶等的作用下進(jìn)一步水解，最終生成脂肪酸、甘油、磷酸及膽堿。 鞘磷脂的降解也需先經(jīng)歷水解過程，再將水解產(chǎn)物分解或轉(zhuǎn)化。,8.3.1.2 磷脂的生物合成⑴甘油磷脂的生物合成甘油磷脂的合成首先是由磷酸甘油與兩分子脂肪酸縮合成磷脂酸，這與三酰甘油的合成相似；然后以此為前體加上各種基團(tuán)而形成磷脂。,(聯(lián)考2013、五、31、1分)下列核苷酸中，直接參與甘油磷脂合成的是A.

59、 IMPB. CTPC. GTPD. UTP,參考答案：B,生物體中以磷脂酸為前體合成甘油磷脂的途徑有兩條，以合成磷脂酰乙醇胺(腦磷脂)為例，兩條途徑中基團(tuán)的轉(zhuǎn)移均需要 CDP 作為載體。,途徑1(左)先形成CDP-二酰甘油，然后將二酰甘油轉(zhuǎn)移給絲氨酸。,途徑2(右)是先形成CDP-乙醇胺，然后將乙醇胺轉(zhuǎn)移給二酰甘油。,并不是所有的生物都可以利用這兩條途徑，途徑1較為普遍，條途2徑只有在高等動(dòng)植物，尤其在哺乳動(dòng)物中合成磷

60、脂酰絲氨酸、磷脂酰乙醇胺和磷脂酰膽堿三種甘油磷脂時(shí)可以被利用。,⑵鞘磷脂的生物合成鞘磷脂與甘油磷脂在結(jié)構(gòu)上的不同之處在于由鞘氨醇代替了甘油，它是與1分子脂肪酸、磷酸和膽堿結(jié)合而形成的。,鞘磷脂的合成分為3個(gè)階段：①鞘氨醇的合成：由軟脂酰CoA與絲氨酸經(jīng)一系列酶促反應(yīng)形成。,②神經(jīng)酰胺的形成：由鞘氨醇的氨基與脂酰CoA的脂?；B結(jié)形成。,③鞘磷脂的合成：由神經(jīng)酰胺接受CDP-膽堿上的磷酸膽堿形成。,8.3.2 糖脂的降解與生物合成8

61、.3.2.1 糖脂的降解糖苷酶可將糖脂上的糖基水解下來，其他的成分在各種脂酶的作用下可水解成甘油或鞘氨醇、脂肪酸等。例如，當(dāng)植物葉細(xì)胞受到破壞時(shí)，單半乳糖二脂酰甘油(MGDG)和雙半乳糖二脂酰甘油(DGDG)可在半乳糖脂酶(galactolipase)、?-半乳糖苷酶等酶的催化下，迅速水解成甘油、脂肪酸和半乳糖。,8.3.2.2 糖脂的生物合成⑴甘油糖脂的生物合成植物體內(nèi)甘油糖脂主要有單半乳糖二脂酰甘油和雙半乳糖二脂酰甘油，它

62、們是葉綠體膜中的主要脂類，它們的合成是在葉綠體被膜上進(jìn)行的。,①單半乳糖二脂酰甘油(MGDG)的合成先合成的磷脂酸水解掉磷酸生成二脂酰甘油。在UDP-半乳糖-二脂酰甘油半乳糖基轉(zhuǎn)移酶催化下，二脂酰甘油接受UDP-半乳糖上的半乳糖基生成MGDG。,②雙半乳糖二脂酰甘油(DGDG)的合成單半乳糖二脂酰甘油再接受一分子UDP-半乳糖上的半乳糖基，即可生成DGDG。植物體內(nèi)合成多烯脂肪酸時(shí)，去飽和酶的底物不是來自脂肪酸，而是磷脂或甘油糖脂

63、，如MGDG，其脂?；鵕2可以被去飽和酶作用繼續(xù)脫飽和形成多烯脂肪酸。,⑵鞘糖脂的生物合成鞘糖脂生物合成的前體物質(zhì)也是神經(jīng)酰胺。神經(jīng)酰胺的末端羥基接受UDP-糖上的糖基，即可生成腦苷脂。,如果在腦苷脂的糖基上繼續(xù)添加糖基或其它基團(tuán)，可形成其它鞘糖脂，如神經(jīng)節(jié)糖脂。腦苷脂的合成還可以鞘氨醇為前體，先接受糖基形成鞘氨醇糖苷然后再脂?；瓿善浜铣?。,8.3.3 膽固醇的生物合成與轉(zhuǎn)化8.3.3.1 膽固醇的生物合成合成膽固醇的碳

64、源為乙酰CoA，此外還需要還原劑NADPH和能源ATP的參與。膽固醇的合成過程可分為4個(gè)階段,(聯(lián)考2012、五、26、1分) 膽固醇生物合成的限速酶是A HMG-COA合成酶   B HMG-COA裂解酶C HMG-COA還原酶   D 硫基酶參考答案：CHMG-CoA（?-羥-?-甲基戊二酸單酰CoA）,①由3分子乙酰CoA合成1分子3-甲基-3，5-二羥戊酸(甲瓦龍酸

65、，mevalonic acid，MVA)2分子乙酰CoA縮合成乙酰乙酰CoA后再與1分子乙酰CoA縮合成?-羥-?-甲基戊二酸單酰CoA(HMG-CoA)。,HMG-CoA是酮體合成與膽固醇合成的分支點(diǎn)。若被裂解酶作用，則合成酮體乙酰乙酸；若被還原酶作用，則被NADPH還原成MVA。此反應(yīng)也是膽固醇合成的限速反應(yīng)。,②由MVA生成異戊烯醇焦磷酸酯(isopentenyl pyrophosphate，IPP)MVA經(jīng)3次磷酸化生成的

66、3-磷酸-5-焦磷酸MVA，又在脫羧酶作用下脫羧而形成IPP。IPP不僅是合成膽固醇的活潑前體，也是植物合成萜類物質(zhì)、昆蟲合成保幼激素、蛻皮素等的活潑前體。,(3)由6分子IPP縮合成1分子鯊烯(squalene)1分子IPP先異構(gòu)成3,3-二甲基丙烯焦磷酸酯(DPP)，然后與2分子IPP逐一進(jìn)行頭尾縮合，先后生成牻牛兒焦磷酸酯(GPP)和法呢焦磷酸酯(FPP)。牻牛兒焦磷酸酯可進(jìn)一步縮合成二萜及多萜類，在植物體內(nèi)可進(jìn)一步轉(zhuǎn)化為葉

67、黃素、番茄紅素、胡蘿卜素等。,2分子FPP尾尾縮合并被NADPH還原脫去2分子焦磷酸生成鯊烯。,④由鯊烯生成膽固醇鯊烯在2、3位上環(huán)氧化生成2,3-環(huán)氧鯊烯；然后整條長鏈環(huán)化形成羊毛固醇。羊毛固醇經(jīng)3次脫甲基，雙鍵從7、8位至5、6位的移動(dòng)以及側(cè)鏈雙鍵被NADPH還原成單鍵等多步反應(yīng)，最終形成膽固醇。,環(huán)氧鯊烯除了在動(dòng)物中形成膽固醇外，在植物中可轉(zhuǎn)化成豆甾醇，在真菌中可轉(zhuǎn)化成麥角固醇。膽固醇主要在脊椎動(dòng)物的肝臟中合成。在膽固醇合成

68、的4個(gè)階段中，第1階段由膜酶催化；第2、3階段由可溶性酶催化；第4階段即合成鯊烯后，鯊烯被固體載體蛋白(SCP)轉(zhuǎn)運(yùn)至內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜上繼續(xù)進(jìn)行合成反應(yīng)。,8.3.3.2 膽固醇的轉(zhuǎn)化膽固醇在動(dòng)物體內(nèi)不僅可以在C3的羥基上接受脂酰CoA的脂?；セ赡懝檀贾?，還可轉(zhuǎn)化成具有重要生理功能的物質(zhì)，如膽酸、類固醇激素、維生素D等。,①轉(zhuǎn)化為膽酸及其衍生物膽固醇在羥化酶及脫氫酶的催化下，在C7、C12位上發(fā)生羥基化，側(cè)鏈C24位氧化成羧酸，從而